Para aqueles que entraram no tópico pela primeira vez, leia a edição anterior .
Carcaça do motor
Com base nos dados obtidos sobre a pressão dos gases na câmara de combustão, foi necessário selecionar um material para o corpo que atenda a esses requisitos. Nosso pico de pressão atinge quase 25 bar. Sem mais delongas e tentando evitar o uso de materiais complexos, sempre que possível, decidimos adotar um tubo de aço DU-40 com uma espessura de parede de 3 mm. O tubo correspondente foi adquirido com sucesso do primeiro produto de metal laminado do mercado. Infelizmente, o armazém de produtos de ferro estava ao ar livre, de modo que o cano estava um pouco enferrujado.
Limpar com lixa e um "bastão de pétalas" de Lyosha (dizemos olá ao Dr. Dew) não produziu um efeito normal, e era muito preguiçoso para matar naquele momento. Por que não tentar o método químico para isso. Dos produtos químicos que estavam a uma curta distância, havia apenas essência de vinagre, ácido cítrico e sal, todos comprados no supermercado mais próximo. Por sorte, não havia bacia adequada para derramar a mistura vigorosa e embeber o tubo, era necessário construí-lo pelo método dendrofecal de outras caixas, usando-as como suporte e entre elas para fazer um banho com o filme deixado após a aeronave, que foi protegido com clipes de escritório. Colocamos um cano neste sarcófago crocante e o deitamos com ácido acético e, para maior efeito, adicionamos limão com sal dissolvido em água. A reação começou instantaneamente. Satisfeitos conosco, deixamos o cano envenenado e saímos com a consciência limpa no fim de semana.
O cheiro que nos recebeu na segunda-feira estava corroendo nossos olhos e nariz. Sim, eles não cobriram o banho com nada. O cheiro de vinagre parecia ter permeado as paredes. Mesmo as amplas janelas abertas não ajudaram, tivemos que ventilar o estúdio por mais dois dias, para não repetir nossos erros: é melhor fazer essas coisas ao ar livre ou em um recipiente bem fechado. No entanto, o resultado da limpeza do tubo foi bastante satisfatório: o tubo foi limpo por fora e por dentro. Lembre-se de que, após a limpeza química, é necessário enxaguar bem com água e secar o objeto a ser limpo; caso contrário, ele ficará coberto rapidamente com uma película nublada no ar. Melhor ainda, proteja a superfície do contato com o ar com tinta, verniz ou spray de poliuretano. Mas essas são exclusivamente nossas considerações estéticas.
Cálculo do bico
O bico é o elemento principal do motor de foguete (seu K.O.), pois, dependendo da exatidão de seu cálculo, você pode obter até + 30% de pressão no mesmo combustível no mesmo canal.
Abordamos o cálculo do bico completamente, em detalhes sobre a matemática de seu cálculo, o princípio de operação, os processos que ocorrem e, de fato, muitas coisas interessantes, você pode ler aqui e elib.osu.ru/bitstream/123456789/8572/1/1805_20110824.pdf . E no site eu encontrei uma ferramenta Rocki-bico muito útil (na página virando para baixo e procure o link).
Faça o download do programa, substitua os valores calculados do foguete obtido no Meteor nos campos apropriados (consulte o artigo) e obtenha o perfil do bico na tomada. Processamos os dados e desenhamos um belo bico no SolidWorks, respeitando todas as dimensões.
Além disso, deveria ter havido um torneiro, mas ele não será incluído nesta edição, pois o CNC-shka se recusou a trabalhar para o meu amigo, o torneiro, e não conseguimos encontrá-lo. Mas para o próximo episódio, tudo definitivamente estará lá.
Você pode fazer o download do modelo resultante usando o link no final do artigo.
Banco de ensaio, parte mecânica
Antes de lançar o foguete, queríamos medir o impulso na bancada de teste para comparar os diagramas reais com os calculados pelo Meteor e verificar quanto podemos confiar em seus cálculos. Em princípio, a questão da posição havia sido levantada há muito tempo e sua solução era inevitável e, como sempre, por tentativa e erro.
A primeira versão foi o uso como elemento sensível de uma balança de cozinha de 10 kg com um potenciômetro acoplado ao eixo da flecha. As balanças foram compradas com sucesso em uma loja on-line e desmontadas para facilitar o uso. Mas a essa altura, os cálculos de impulso apareceram e o entendimento de que a faixa de medição de 10 kg seria pequena, e eu não queria introduzir um erro na forma de alavancas.
Então veio a opção 2: use uma balança analógica (disco rotativo) para pessoas. Quando desmontado, havia uma mola morta e um sistema de alavancas, extremamente inadequado para o uso no suporte.
Opção 3. Eu não queria usá-lo por um longo tempo devido à baixa velocidade de medição, no entanto, precisei. Células de carga. Depois de raspar o fundo do cano, encontrei vários medidores de tensão de 50 kg e um módulo no chip HX711 em casa.
O principal problema é que os extensômetros não eram ponte, mas meia ponte. Bem, você tem que colocar 2 peças. Por outro lado, isso é ainda uma vantagem: teremos um suporte capaz de medir empuxo de até 100 kg, e a resolução do ADC no HX711 24bit nos permitirá medir com uma precisão bastante alta. Pelo menos de acordo com nossos cálculos. Como realmente será, verificaremos o método mais preciso - empírico.
Enquanto isso, a Lyosha montou a estrutura do suporte a partir de um tubo em forma de 20x20, guias de aço e rolamentos lineares. Inicialmente, pensamos que era possível colocar o motor em teste de forma que seu vetor de impulso fosse direcionado para baixo, ou seja, para o solo, mas eles abandonaram essa idéia em favor da precisão da medição, pois, no início, o peso do próprio motor pressionaria o sensor, o que diminuirá à medida que o combustível queimar. Em vez disso, foi decidido direcionar o vetor axial paralelo ao solo, e protegeremos o suporte de avançar, fixando-o com reforço ou âncoras acionadas no solo. Bem, ou pressione-o na pedra - veremos o local do teste.
Na próxima série, planejamos montar completamente o suporte, parafusar os componentes eletrônicos, montar o motor, equipá-lo com combustível, colocá-lo no suporte e ir a lugares desertos para realizar testes de incêndio. Fique conosco - haverá muitas coisas interessantes.
O vídeo no artigo pode ser visto aqui:
Links:
Como funciona o bico Laval
Cálculo e construção do perfil do bico Laval Modelo de
software Rocki-nozzle
do nosso bico